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REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE Union –Discipline-Travail Dr YAPI Aimé Marius Ph D

REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE Union –Discipline-Travail Dr YAPI Aimé Marius Ph D Biologie Humaine INSTITUT SUPERIEUR D’INGENIERIE ET DE SANTE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Année universitaire 2021-2022 IMAGERIE MEDICALE ET RADIOTHERAPIE - HYGIENE - IMAGERIE MEDICALE ET RADIOTHERAPIE - HYGIENE - GENIE BIOMEDICAL - SECRETARIAT MEDICAL DOCUMENTALISTE GENIE BIOMEDICAL - SECRETARIAT MEDICAL DOCUMENTALISTE Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 2 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale AVANT PROPOS La biochimie, ou chimie du vivant, a toujours eu et aura toujours une place essentielle dans le cursus de l’étudiant de biologie, car elle est une base essentielle à la compréhension des mécanismes de la vie au niveau moléculaire. La biochimie, science des bases chimiques de la vie, couvre donc un vaste champ d’investigation, avec de forts recouvrements avec des disciplines comme la biologie moléculaire et la génétique moléculaire, englobant des domaines de la biologie cellulaire, de la microbiologie et de la physiologie. Les lois de la physique et de la chimie s’appliquent aux systèmes vivants : la biochimie s’appuie sur les disciplines physicochimiques (physique, thermodynamique, chimie physique, minérale et organique). Les structures des molécules (acides aminés, peptides, protéines, enzymes, glucides et lipides) sont abordées dans plusieurs chapitres, ce qui devrait permettre d’intégrer de façon plus aisée la diversité des molécules du vivant. Les propriétés des acides aminés, de certains peptides, et des protéines font l’objet d’un chapitre. Enfin, les propriétés des glucides et des lipides font chacun l’objet d’un chapitre spécifique. Chaque cours, sera suivi d'une activité d'évaluation permettant de tester ce que vous en avez compris. Ces cours sont écrites pour les étudiants en Licence de biologie ou de médecine, mais elles peuvent être utiles pour un large éventail de sciences de la santé. Ces ressources sont enrichies avec des illustrations fournissant des explications plus visuelles. Nous encourageons les étudiants à un approfondissement des sujets par des travaux personnel (TPE) comme le recommande le système LMD. Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 3 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale TABLE DES MATIERES AVANT PROPOS .................................................................................................................... 2 CHAPITRE I: LES GLUCIDES ............................................................................................ 7 1. Définition des glucides ........................................................................................................... 7 2. Importance en Biologie .......................................................................................................... 7 3. Classification des glucides ..................................................................................................... 7 3.1. Les Oses................................................................................................................... 8 3.1.1. Structure linéaire des oses (Modèle de Fischer) ...................................... 8 3.1.2. Diversité des oses, Isomérie ..................................................................... 9 3.1.3. Filiation des oses .................................................................................... 11 3.1.4. Structure cyclique des oses ..................................................................... 13 3.1.5. Propriétés physiques des oses ................................................................. 15 3.1.6. Propriétés chimiques des oses ................................................................ 16 4. Osides ................................................................................................................................... 21 4.1. Holosides ............................................................................................................... 21 4.1.1. La liaison glycosidique ........................................................................... 21 4.1.2. Nomenclature et convention ................................................................... 22 4.2. Diholosides ............................................................................................................ 22 4.3. Polyosides .............................................................................................................. 24 4.4. Hétérosides ............................................................................................................ 25 CHAPITRE II : LES LIPIDES ............................................................................................. 27 1. Définition ............................................................................................................................. 27 2. Les acides gras ..................................................................................................................... 27 2.1. Propriétés physiques des acides gras ..................................................................... 30 2.2. Propriétés chimiques ............................................................................................. 31 3. Classification des lipides ...................................................................................................... 33 3.1. Lipides simples ou ternaires .................................................................................. 33 3.1.1. Les glycérides ......................................................................................... 33 3.1.2. Les cérides .............................................................................................. 35 3.1.3. Les stérides ............................................................................................. 36 3.2. Lipides complexes ................................................................................................. 36 3.2.1. Les glycérophospholipides ..................................................................... 36 3.2.2. Les Glycéroglycolipides ......................................................................... 38 3.2.3. Les sphingolipides .................................................................................. 39 CHAPITRE III: LES PROTEINES ..................................................................................... 42 I- les acides aminés ................................................................................................................. 42 1- Définition ................................................................................................................................ 42 1.1 Les acides aminés neutres ...................................................................................... 42 1.2 Acides aminés dicarboxyliques (acides) ............................................................... 42 1.3 Les acides aminés dibasiques ................................................................................ 42 2. Principales propriétés physiques des aminoacides ......................................................... 44 2.1. Stéréochimie .......................................................................................................... 44 2.2. Chiralité ................................................................................................................. 44 2.3. Absorption dans l’ultraviolet ................................................................................. 45 2.4. Ionisation ............................................................................................................... 45 3. Principales propriétés chimiques des acides aminés ...................................................... 45 3.1. Réactions dues à la présence du groupement carboxyle ....................................... 45 3.2. Réaction du NH2 ................................................................................................... 47 3.4. Réaction du COOH et NH2 ................................................................................... 49 Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 4 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale II- les peptides ......................................................................................................................... 49 1. Structure primaire des peptides et des protéines ............................................................ 49 2. Liaison peptidique ......................................................................................................... 49 3. Quelques peptides ayant une importance biologique .................................................... 50 a. Glutathion ..................................................................................................... 50 b. Hormones peptidiques .................................................................................. 50 III- les protéines ...................................................................................................................... 51 Introduction .............................................................................................................................. 51 1. Structure des protéines ......................................................................................................... 52 1.1 Structure primaire ................................................................................................... 52 1.2. Structure secondaire .............................................................................................. 52 a. Etat étiré ou structure en feuillets plissés β ................................................... 52 b. Etat hélicoïdal ou hélice α ............................................................................ 53 1.3. Structure tertiaire ................................................................................................... 53 1.4. Structure quaternaire ............................................................................................. 54 2. Les techniques fondamentales utilisées pour étudier les composés protéiques ................... 54 2.1. Chromatographie ................................................................................................... 54 2.2. Electrophorèse ....................................................................................................... 55 3. Rôles biologiques des protéines ........................................................................................... 55 4 - Classification des protéines ................................................................................................. 55 4-1- Holoprotéines ........................................................................................................ 55 4.1.1- Protéines fibreuses .................................................................................. 55 4.1.1.1- Le collagène ............................................................................. 55 4.1.1.2- La kératine ............................................................................... 55 4.1.1.3- Le cytosquelette ....................................................................... 55 4.1.2- Protéines globulaires .............................................................................. 55 4.1.2.1- Le lysozyme ............................................................................. 55 4.1.2.2- La myoglobine ......................................................................... 56 4-2- Hétéroprotéines ..................................................................................................... 56 4.2.1- Phosphoprotéines.................................................................................... 56 4.2.2- Lipoprotéines .......................................................................................... 56 4.2.3- Glycoprotéines........................................................................................ 56 4.2.4- Chromoprotéines .................................................................................... 56 4.2.5- Nucléoprotéines ...................................................................................... 56 5- Fonctions des protéines ........................................................................................................ 56 6- Exemples d'hormones peptidiques ....................................................................................... 56 6-1- Hormones hypophysaires ...................................................................................... 56 6-2- Hormones hypothalamiques ................................................................................. 56 6-3- Hormones pancréatiques ....................................................................................... 57 6-4- Peptides neurotransmetteurs ................................................................................. 57 6-5- Peptides des microorganismes .............................................................................. 57 7- La synthèse des protéines ..................................................................................................... 57 7-1 La transcription ...................................................................................................... 57 7-2 La traduction .......................................................................................................... 57 Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 5 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale LISTE DES FIGURES Figure 1 : Classification des glucides .......................................................................................... 7 Figure 2 : Filiation des D-aldoses et D-cétoses .......................................................................... 12 Figure 3 : Structure de l’acide palmitoléique ............................................................................. 29 Figure 4 : Structure de l’acide oléique ....................................................................................... 29 Figure 5 : Structure de l’acide linoléique ................................................................................... 30 Figure 6 : Structure de l’acide alpha-linolénique ....................................................................... 30 Figure 7 : Structure de l’acide arachidonique ............................................................................ 30 Figure 8 : Disposition des micelles ........................................................................................... 31 Figure 9 : Réaction de saponification ........................................................................................ 31 Figure 10 : Réaction d’esterification ......................................................................................... 32 Figure 11 : Réaction d’addition d’iode ...................................................................................... 32 Figure 12 : Oxydation des acides gras insaturés par l’acide performique ................................... 32 Figure 13 : Structure d’un diol .................................................................................................. 32 Figure 14 : Oxydation puissante ................................................................................................ 33 Figure 15 : Structure des glycérides .......................................................................................... 34 Figure 16 : Structure du 1,3 distéaryl-2-palmitylglycérol .......................................................... 34 Figure 17 : Réaction de saponification ...................................................................................... 35 Figure 18 : Structure des cérides ............................................................................................... 35 Figure 19 : Molécule de palmitate de cétyle .............................................................................. 36 Figure 20 : Molécule de palmitate de cholestéryle ..................................................................... 36 Figure 21 : Acide phosphorique (=diacylglycérol-P) ................................................................ 37 Figure 22 : Structure de Sphingosine ........................................................................................ 39 Figure 23 : Structure de Céramide............................................................................................. 39 Figure 24 : Structure de sphingomyéline ................................................................................... 40 Figure 25 : structure de Cérébrogalactosides ............................................................................. 40 Figure 26 : structure d’un ganglioside ....................................................................................... 41 Figure 27 : Formule générale d’un acide aminé ......................................................................... 42 Figure 28 : Liaison peptidique entre deux aminoacides ............................................................. 49 Figure 29 : Structure du glutathion réduit .................................................................................. 50 Figure 30 : Structure de l’ocytocine et de la vasopressine .......................................................... 50 Figure 31 : Structure de l’insuline ............................................................................................. 51 Figure 32 : État étiré ou structure en feuillets plissés ................................................................. 53 Figure 33 : État hélicoΪdal ou hélice α ....................................................................................... 53 Figure 34 : Structure tertiaire de la myoglobine......................................................................... 54 Figure 35 : Structure quaternaire de l’hémoglobine, tétramère formée de 2 sous-unités α et de 2 sous-unités β .............................................................................................................................. 54 Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 6 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Récapitulatif des acides gras naturels .................................................................. 27 Tableau 2 : Récapitulatif des acides gras insaturés ................................................................. 28 Tableau 3 : Structure des acides aminés ................................................................................. 43 Tableau 4 : Alphabet Grec ...................................................................................................... 44 Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé Institut Supérieur d’Ingénierie et de Santé 7 Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale Cours de Biochimie Structurale CHAPITRE I : LES GLUCIDES 1. Définition des glucides Les glucides sont des composés essentiels pour tous les organismes vivants, et sont les molécules biologiques les plus abondantes. Le terme hydrate de carbone s’explique par leur formule brute générale Cn(H2O)n, où n ≥3. Les unités de base des glucides sont appelés oses ou monosaccharides. 2. Importance en Biologie 1. Rôle énergétique : 40 à 50 % des calories apportées par l’alimentation humaine sont des glucides. Ils ont un rôle de réserve énergétique dans le foie et les muscles (glycogène). 2. Rôle structural : Les glucides interviennent comme éléments de soutien (cellulose), de protection et de reconnaissance dans la cellule. Ce sont les constituants de molécules uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-de-biochimie-structurale1.pdf